Koncentrerat solenergi termiskt system producerar el och värme för olika industrier som vattenavsaltning, oljeutvinning och mer. US Department of Energy Solar Technologies Office (SETO) stöder CSP-forskning för att förbättra prestanda, minska kostnaderna och öka tillförlitligheten. Under det senaste decenniet har CSP-elkostnaderna sjunkit med över 5 %, tack vare bättre system och ökad användning av värmeenergilagring, vilket möjliggör kontinuerlig solenergi. SETO strävar efter att ytterligare minska CSP-utgifterna till 0.05 USD per kilowattimme för baslastanläggningar med minst 12 timmars lagring av värmeenergi.
Koncentrerade solvärmeenergiinställningar är vanligtvis anställd i storskaliga projekt, så kallade CSP-anläggningar i stor skala, och erbjuder olika konfigurationer. Krafttornssystem placerar speglar i ett cirkulärt arrangemang runt ett centralt torn, som fungerar som mottagare.
Konfiguration av koncentrerat solvärmesystem
Koncentrering av solvärmekraft (CSP) metoder kan utnyttja solenergi för att producera el genom omvandlar solljus till turbinkraft. Dessa underliggande teknologier kan också användas för att tillhandahålla värme för olika industriella användningar som mineralbearbetning, avsaltning av vatten, livsmedelsbearbetning, ökad oljeutvinning och kemisk produktion.
Se även: Vad är en solfångare?
Arbetar med CSP
Funktionen av att koncentrera solvärmekraft involverar spegelkonfigurationer att koncentrera solens energi på en mottagare och omvandla den till värme. Denna värme omvandlas till ånga för att driva en turbin och generera elektrisk kraft. Lagringsförmågan hos CSP gör den anpassningsbar till förnybar energianvändning, och lagrar kraft under perioder med begränsat solljus.
CSP-system kan kombineras med andra energikällor och bilda hybridanläggningar. De kan kombineras med värmeeldade kraftverk som använder bränslen som kol, naturgas eller biobränslen.
Det finns fyra CSP-tekniker:
- Paraboliska skålsystem: Parabolskålar koncentrerar solljus på en mottagare med ett spårningssystem, vilket genererar höga temperaturer som är lämpliga för solreaktorer.
- Paraboliska trågsystem: Böjda reflektorer koncentrerar solenergin på ett mottagarrör som innehåller termisk olja och värmer upp det för elproduktion.
- Power Tower System: Speglar eller heliostater, spåra och fokusera solljus på en mottagare ovanpå ett torn, uppvärmning av vätska som ofta är smälta salter, för att generera ånga till en turbin
- Linjära Fresnel-system: Rader av platta speglar på marken reflekterar solljus till ett mottagarrör, liknande tråg och tornsystem, med potential för lagringsintegration.
PV vs CSP
Den primära skillnaden mellan solenergi och CSP ligger i deras metoder för att generera elektrisk kraft.
Koncentrerat solvärmesystem använder olika spegelkonfigurationer för att utnyttja solens energi, vilket driver en värmemotor för att producera elektrisk kraft. Däremot fotovoltaiska solpaneler utnyttja solens ljus direkt, omvandla den till el.
Till skillnad från CSP absorberar PV-celler ljus, vilket stimulerar elektroner att generera en ström. Denna likström (DC) fångas sedan upp och omvandlas till en växelström (AC) med hjälp av växelriktare för distribution på elnätet.
CSP-system utmärker sig i energilagring genom Teknik för lagring av termisk energi (TES), vilket tillåter strömanvändning i frånvaro av solljus. Å andra sidan kan PV-system inte lagra värmeenergi eftersom de är beroende av direkt solljus snarare än värme. Följaktligen, CSP-system är mer effektiva för energilagring och total effektivitet.
Läs också: Vad är koncentrerad solceller?
För- och nackdelar med CSP
Fördelarna med CSP är:
- Det är en förnybar, hållbar energikälla som minskar dess koldioxidavtryck. Till skillnad från fossila bränslen utnyttjar CSP jordens naturresurser, vilket gynnar miljön och adresserar klimatförändringar.
- CSP säkerställer ett mer konsekvent strömförsörjning jämfört med solceller och vindkraft tack vare energilagring i smälta salter, vilket säkerställer tillförlitlighet.
- Enkel integrering i befintliga kraftverk, även de som använder fossila bränslen, resulterar i lägre driftskostnader än kärnkrafts- och kolvätebaserade alternativ.
- CSP, kombinerat med andra energikällor, ökar nätsäkerheten och möter framtida elbehov. Dessutom underlättar det oljeåtervinningen genom att producera ånga för att koncentrera tjockolja för lättare pumpning.
- Det finns potential för CSP att fungera som en bärbar energiform, som sett i studier undersöker dess användning för att generera kostnadseffektivt väte för transport.
Samtidigt som koncentrering av solvärmekraft erbjuder olika fördelar står det inför utmaningar.
- Platsberoende, som kräver stora landområden som solenergi och vind, begränsar dess genomförbarhet i befolkade regioner.
- Vattenintensiv verksamhet för att driva turbiner och kylreaktorer ökar miljöhänsyn, med havsvatten som utgör potentiella problem med solstrålning.
- CSP-växter kan locka djur på grund av ljus, vilket utgör risker för vissa arter.
- Tekniken är dyrt att driva, med termiska lagringsmaterial som är dyra och utmanande att få smält salt, ett vanligt val, har driftsbegränsningar
- Konkurrens från solceller och kärnkraft hindrar utvecklingen av CSP, vilket innebär en risk för inkurans bland genombrott inom andra energikällor.
Rekommenderas: Vad är konventionella vattenkraftverk?
